可倾瓦推力轴承惰转过程的最小膜厚预测方法

为建立可倾瓦推力轴承惰转过程中最小油膜厚度的预测方法,依据核主泵推力轴承的实际工作情况,基于雷诺方程的自编程序,分别进行热态和冷态下主、副轴瓦润滑性能参数的计算与数值模拟分析,提出可倾瓦推力轴承的最小油膜厚度的理论拟合公式,并对最小膜厚的计算值和拟合值进行对比和分析。结果表明:随着转速降低,主轴瓦的最小膜厚单调减小,副轴瓦的最小膜厚先增加后减小;主、副轴瓦最小膜厚的计算值可以和拟合值较好地对应,验证了理论拟合公式的可靠性。提出的理论拟合公式可以通过额定转速下的最小膜厚计算结果预测多种工作条件下的最小油膜厚度,为主泵惰转的安全性提供重要参考。

碟簧支承高速圆瓦推力轴承性能分析及标高误差影响研究

针对立式干气密封氦气压缩机轴系用高速圆瓦推力轴承承载性能问题,建立碟形弹簧支承推力轴承的润滑性能计算模型和搅拌功耗计算公式,分析圆形瓦推力轴承随转速、载荷的性能变化规律及标高误差对轴承润滑性能和支承碟形弹簧性能的影响。研究表明:轴承搅拌功耗与摩擦功耗的比值随转速和载荷的增大分别增大和减小,最高转速下搅拌功耗是摩擦功耗的两倍以上;弹性自适应调节技术可以有效改善瓦块标高误差对轴承承载平面度的影响,但各瓦标高误差越大,各瓦润滑性能及碟形弹簧积累的变形能差异也越大。因此,对于高速立式转子系统,推力轴承设计必须考虑搅拌功耗对轴承温升的影响,同时需要进一步研究标高误差对转子高速稳定性的影响。

320 MW汽轮机金斯伯利型推力轴承替代米切尔型推力轴承可行性分析

在汽轮机的运行中推力轴承起到了平衡轴向推力的作用,保证了动静叶栅之间的间隙,防止了动静叶栅发生碰磨.在实际生产过程中,推力轴承温度高、磨损的情况也时有发生.针对某电厂8号机推力轴承瓦块温度高的问题,通过解体分析,判断主要是由于各推力瓦块载荷相差大、推力轴承自我调节能力差引起的瓦块温度高,采取了将米切尔型推力轴承更换为金斯伯利型推力轴承的方案,在更换推力轴承型式后,推力轴承瓦块温度高的问题得到了有效的改善,保证了机组的安全稳定运行.

推力轴承对水轮发电机组轴系横向振动特性的影响

建立包含3个导轴承与1个推力轴承联合支承的某300 MW水轮发电机组轴系有限元模型,应用有限元方法研究了推力轴承对轴系横向振动的影响,计算分析了推力轴承弯曲刚度和轴向刚度对轴系横向振动的影响,并研究了发电机转子不平衡量与相位差对轴系振动的影响。结果表明:与不考虑推力轴承相比,考虑推力轴承弯曲刚度时,机组轴系在额定转速下一~三阶固有频率依次增大5.35%、1.89%和1.56%;机组在额定转速下运行,当发电机转子处不平衡量为100 kg·m且相位差为180°时,若弯曲刚度取8.2×106 N/m,下导轴承、上导轴承、推力轴承与集电装置处横向振幅分别降低约17.44%、6.72%、17.04%和28.76%,当不平衡量为100 kg·m且相位差为0°时,若考虑弯曲刚度,各部件横向振幅依次降低约3.31%、2.78%、9.46%和15.01%。

螺杆泵斜-平面固定瓦推力轴承润滑特性分析

为了提升润滑油系统可靠性,避免轴承磨损,采用CFD分析螺杆泵斜-平面固定瓦推力轴承的润滑特性。计算该螺杆泵螺杆轴向力,得到油膜承载力数值范围;采用有限差分法得到油膜压力分布与厚度分布,采用有限体积法仿真分析不同油膜厚度、不同进油温度时轴承的压力场。仿真结果表明:温度通过影响润滑油黏度对轴承压载产生影响,当油膜厚度固定时,进油温度越低,润滑油黏度越大,轴承所受压载越大;当进油温度一定时,油膜厚度降低,则承载能力增加。因此,在低温启动滑油泵时,油膜由薄变厚平衡螺杆轴向力的过程中,轴承压载可能会超过许用压载,从而导致轴承磨损。

轴线倾斜条件下核电站推力轴承润滑特性分析

作为核主泵承担轴向负载的关键部件,推力轴承的润滑性能关系到核电站的安全生产。由于制造、安装等因素,推力轴承在实际工作时可能发生轴线倾斜,影响油膜温度差场和压力场分布。本文选用油作为润滑剂,建立推力轴承间隙内的油膜三维物理模型,利用FLUENT软件开展数值计算,对倾斜界面推力轴承间隙油膜的温度、压力进行数值模拟。结果表明,轴线倾斜造成膜厚分布不均,轴向上速度梯度发生改变,造成油膜温度、压力的变化。当倾斜程度从0°变化至0.02°时,推力轴承最高温度、压力的变化幅度为100%~155%和100%~155%,轴承油膜最高温度处的动力黏度为平行时的82.79%。研究结果对推力轴承在工程实际中的设计与使用具有一定的参考价值。

大型抽水蓄能机组推力轴承油雾问题研究

大型抽水蓄能机组普遍存在着或多或少的轴承油雾问题。油雾问题给机组的安全稳定运行构成潜在的威胁并影响电站的环境指标。本文针对轴承油雾问题从油雾形成机理、油雾密封及油雾处理进行试验研究,提出了解决油雾问题的有效措施,研究表明:改进轴承结构、恰当控制油位,合理布局油槽结构,配置油档、气封和油雾分离器并设置好参数,可有效解决油雾问题。本研究成果可为抽水蓄能机组设计及电站实际油雾问题解决提供方案和借鉴。

潜水泵用水润滑推力轴承润滑性能研究

以潜水泵用可倾瓦推力轴承为研究对象,基于计算流体力学,建立不同的水润滑轴承模型,在不同尺寸、长宽比、转速、载荷和材料等条件下,对推力瓦块进行仿真分析。并通过比较压力分布、膜厚和承载能力等结果优化几何参数。结果表明:扇形瓦块的面积使用率较高,可提供更高的承载能力;水膜厚度会随承载力的增加而减小;当轴承转速和瓦块张角一定,且瓦块长宽比为1.2时,轴承的承载力最高;材料硬度和轴承的承载力呈正相关。

丹江电厂水轮发电机组推力轴承油雾外溢分析与改造

丹江电厂水轮发电机组推力轴承油雾外溢现象严重,给机组安全运行带来了隐患,本文主要针对丹江电厂推力轴承油雾产生、外溢的原因进行了分析、提出了相应处理方案,并在6号水轮发电机组A级检修中实施,且取得了较好的效果,希望能给有相同需求的单位提供一点借鉴及参考。

百万千瓦水轮发电机组推力轴承润滑油膜承载性能计算及分析

良好润滑、承载性能是水轮发电机组推力轴承正常工作的基础。结合白鹤滩水电站1 000 MW立轴混流式水轮发电机组,利用流体动力润滑理论及流体力学中的雷诺方程,对推力轴承润滑油膜建立数学模型,经无量纲化处理,对推力瓦面进行网格划分并采用有限差分法对方程进行数值求解,最后结合推力瓦结构尺寸及运行参数等基本数据,计算出机组稳态工况时推力轴承油膜中的压力分布规律。为机组运行维护阶段的故障诊断分析,提供了重要的参考数据。

核主泵轴系推力轴承复杂工况下的润滑性能分析

针对核主泵轴系工作时变载荷、润滑油水侵及转子倾斜等复杂工况,开展推力轴承的润滑性能研究;分析核主泵轴系推力轴承的结构和使用工况,建立推力轴承润滑性能的计算模型。针对核主泵运转过程中的变载荷工况,以不同载荷为输入参数,计算变载荷工况下推力轴承的最小油膜厚度、温升、摩擦力矩及功耗等润滑性能参数。针对润滑油水侵工况,选用含有质量分数1%海水的68号润滑油,分析润滑油混入空气中雾化海水时推力轴承的润滑性能。针对轴承转子倾斜工况,建立计入转子倾斜的推力轴承润滑性能计算模型,计算转子倾斜1′~20′时的润滑性能。研究结果表明:变载荷工况下最小油膜厚度随着载荷的增大而减小,在载荷为2000 kN时达到最小值;温升随着载荷的增大而增大,摩擦力矩及功耗均随载荷的增大而增大;海水入侵后润滑油的黏度会降低,从而影响轴承的承载能力;平衡块支撑结构对推力轴承有良好的均载效果,允许的轴线倾角可以达到10′。

安装倾斜对轴系推力轴承润滑性能的影响

针对金斯伯里平衡块式推力轴承,给出了在轴线偏斜时各瓦块的载荷分配方程。建立了推力轴承润滑性能的计算模型,给出了最小油膜厚度、最大温度、流量及功耗等润滑性能参数的计算方法,获得了轴线偏斜下金斯伯里推力轴承润滑性能的计算流程。计算分析了金斯伯里推力基本润滑性能随转速、载荷变化的规律以及轴线向轴承瓦块支点偏斜(偏斜角度在5~20′)时的轴承瓦块的载荷、最小膜厚和油膜最高温度。研究结果表明:最小膜厚、流量、功耗、最大弹性变形、最大热变形等参数对转速和载荷的变化均较为敏感,油膜最高温度对转速和载荷的变化都不太敏感;轴线发生偏斜后,对最小膜厚的影响较大,对油膜最高温度的影响不大,偏斜角度为20′后轴承仍能正常工作。

轴承结构对推力轴承承载特性和热特性的影响

为探究气体箔片动压推力轴承的轴承结构对轴承承载特性和热特性的影响,建立推力轴承二维仿真模型,通过耦合求解非等温可压缩气体的雷诺方程和能量方程,获得轴承气膜压力场和温度场,并建立推力轴承三维仿真模型进行验证。利用轴承二维模型研究轴承结构(包括箔片节距比、箔片数量和箔片楔形高度)对轴承承载特性和热特性的影响规律。计算结果表明:气体箔片动压推力轴承的最佳节距比为0.35~0.5,最佳箔片数量为6,当最小气膜厚度为0.01mm时,最佳的箔片楔形高度为0.04~0.06mm;轴承热耗散随节距比、楔形高度的增加而减小,随箔片数量的增加而增大,为降低轴承温度,可适当提高轴承节距比和楔形高度。

抽水蓄能机组推力轴承运行状态在线评价与故障诊断技术研究

推力轴承是机组平稳运行的关键部件,其运行状态直接影响到机组的运行安全。而抽水蓄能机组在电网中承载调节作用,近年来装机电站和容量不断增加,针对抽水蓄能机组推力轴承运行状态评价和故障诊断的技术必然会是抽水蓄能机组智能化的关键与核心。本文以仙游电站机组中的推力轴承作为研究对象,通过模糊数学理论和推力轴承运维经验,给出了评价准则计算方法,并根据运维经验,给出推力轴承故障判断逻辑,为后续抽水蓄能机组推力轴承的在线评价与故障诊断技术研究奠定了基础。

350 MW汽轮发电机推力轴承温度测点布线方式优化

推力轴承瓦块温度的监视是推力轴承运行状态的一个重要参数,推力瓦块温度如果超过设计温度,将导致浇筑在母体上的巴氏合金(简称乌金)磨损烧坏,使转子发生不允许的轴向位移,使汽轮机通流部分发生碰撞、磨损而造成事故,因此对推力瓦温度进行长周期稳定测量、监视是十分必要的。甘肃某热电厂推力瓦温度传输导线破损,造成温度无法正常监视,对推力轴承温度布线方式进行优化,在不对原有设备进行改动的情况下,解决了推力轴承瓦块温度不能长期有效测量的难题,不仅提高了设备运行的安全性,而且缩短了设备检修周期,降低了设备维修成本,可为同类型汽轮发电机组推力轴承出现线束破损的情况提供参考。

湖南镇电站5号发电机推力轴承改造技术

湖南镇电站5号发电机推力轴承经多年运行,弹性油箱金属材料疲劳老化,其轴向变形和压缩变形误差值超标,轴瓦温度偏差较大,修复处理困难且成本较高,亟需改造。在介绍新弹性油箱支撑塑料瓦结构以及其高性能、高可靠性工作原理的基础上,对5号发电机推力轴承进行了相关改造;改造后各项数据均满足设计要求,取得不错的效果。图3幅,表1个。

水布垭电厂推力轴承集成化检修平台的改造

水布垭电厂机组扩修后,推力轴承改造为油泵强迫外循环方式,机组附属部件增多,原有推力检修平台狭窄,无法满足C级检修以上推力轴承部位检修任务,且有一定的安全隐患。为此,对推力检修平台结构进行了改造设计,改造后其功能性及安全性得到了极大提高了,能满足机组检修需求,可供类似工程参考。

核主泵全尺寸大推力轴承多功能试验台架研究

介绍了用于核主泵大推力轴承性能测试的多功能试验台架,台架采用立式结构,并模拟了主泵运行加载原理设计而成;台架由加载系统、测试轴承及润滑系统、驱动电机、辅助冷却系统、监测控制系统构成;台架可实现0~±3000 kN加载力的精确控制、带载启停和模拟惰转停机等运行条件,模拟主泵实际运行工况下的轴向载荷;所有监测数据均进行实时存储,并能以数据表和曲线形式输出。该台架已在某核主泵大推力轴承国产化项目中进行了耐久运转试验验证,台架运行稳定,监测控制系统运行良好。

大型水轮发电机组推力轴承瓦温升高综合分析法

针对水轮发电机组推力轴承瓦温高的问题,根据水轮发电机组推力轴承结构和冷却原理,将推力轴承工作时的热交换划分为热源、热传递和冷却源3个环节,从3个环节逐步展开原因分析,并给出相应解决思路。针对轴承瓦温高,在热源分析环节,提出振摆增大、推力瓦受力不均、油质恶化和推力瓦支撑结构设计不合理等4个原因;在热传递环节,提出推导油冷器油循环流量低、冷却水流量低、推力油槽油位降低、推力油槽油流路径不畅和推导油冷器冷却效果变差等5个原因;在冷却源环节,提出冷却水水温升高这一原因。根据分析方法,成功地解决了实际问题,可为同类型问题的解决提供参考和借鉴。

实尺度船用推力轴承动态参数识别方法研究

推力轴承动刚度决定了桨-轴-船体的纵向振动传递特性,对于其动力学分析尤为重要,当前缺乏实船轴系运行工况下推力轴承动刚度数据。本文建立桨-轴-船体的解析模型,基于达朗贝尔定理分析推力轴承与船体基座动刚度的耦合关系,推导推力轴承动刚度的计算公式。然后,搭建实尺度船体模型实验台架,采用随机激励法测量10-100 Hz频段螺旋桨至推力轴承对应轴段及推力轴承基座的纵向振动传递函数,根据测试结果计算推力轴承动刚度。最后,分别以推力轴承动刚度计算值和传统方法中将推力轴承动刚度视为恒定值作为桨-轴-船体系统有限元模型的输入,分析螺旋桨传递至船体基座的振动响应特性。结果表明:推力轴承动刚度在频域上具有较强的非线性,传统上将推力轴承动刚度视为常数的方法会带来较大的计算误差。